对于地下综合管廊防水设计与施工的思考

2019-11-28 08:17:44 中国房地产业·上旬 2019年10期

【摘要】地下综合管廊容纳多种工程管道于一体,且每种管道都设有维修空间,可保障市政管线的安全运营及城市产业的高效运行,近年来在政府的大力推行之下得到了很大的发展。由于综合管廊前期投入巨大,且深埋于地下、管线林立,如发生渗漏水,轻则影响管廊使用寿命,严重时可能引起电力管线起火,或燃气管线爆炸,威胁城市的运行安全。本文通过分析综合管廊渗漏水的原因,探讨了在设计、施工及成品保护方面如何针对性的加以解决,供国内类似工程加以参考。

【关键词】综合管廊;渗漏水;防水设计;防水施工

1、引言

城市综合管廊工程一般深埋于地下,直接的、长期的受地下环境的影响,如对综合管廊的防水问题重视不够,就很容易发生进水、管道腐蚀甚至起火爆炸等安全隐患,会给人们的生命财产安全带来极大影响。故而分析造成综合管廊渗漏水的原因并提出针对性的处理措施是能否解决问题的关键。

2、对地下综合管廊渗漏水原因的分析

2.1地下综合管廊渗漏水的直接原因

2.1.1主体结构裂缝

综合管廊防水包括建筑防水和结构自防水,建筑防水是防水体系中的第二保障,和结构自防水构成了刚柔相济的防水体系,二者都非常重要。而从根本来说,防水还是要靠混凝土结构体本身。柔性防水材料和防水涂料有其有效使用寿命,而结构自防水可保障长期的防水效果。

对主体结构防水的最大威胁是结构中各种原因形成的裂缝,会导致刚性自防水体系部分失效[1]。可能造成结构体裂缝的原因很多,有设计、材料、施工、维护等原因,而其主要原因,是在温度、湿度变化和外部应力等环境影响之下,混凝土、外加剂由于其固有的材料特性,会发生膨脹、收缩及不均匀沉降的现象,致使结构变形,最终发展成裂缝。

2.1.2外包柔性防水材料原因

外包柔性防水为结构体的外部防水保护层,防水效果好,适应性强,可抵抗由温度变化引起的变形,是防水体系中必不可少的一部分,然而,工程实施中却常常忽视其重要性。

在选材阶段,由于盲目逐利,选择了不适当的材料;在对多种防水材料搭配使用时,没有注重其合理性及科学性,做不到优势互补;在材料采购环节,没能严加控制材料性能,不能达到指标要求。

在施工阶段,由于专业技术、施工管理等原因,造成柔性防水层施工质量不达标,在柔性防水层和主体结构之间产生流窜通道,对防水体系造成破坏[2]。

柔性防水层在完成施工之后,进行下步工序时,没有注重对已完工程的保护,损毁了防水层,埋下了渗水的隐患。

2.1.3特殊部位防水效果不好

地下综合管廊工程的防水重点与其他防水工程一样,在于细部节点的防水,包括阴阳角、施工缝、后浇带等,是防水工程的重点位置。但是这些细部节点通常构造比较复杂,防水处理措施繁琐,再加上对节点部位防水的重视不够,致使施工质量不能保证[3]。

2.2地下综合管廊渗漏水的间接原因

2.2.1地下环境的侵蚀

综合管廊为地下工程,长期受地下潮湿、微腐蚀环境的侵蚀,久之,外包防水层及主体结构在周围湿度、温度、酸碱度等环境因素的长期侵蚀下,慢慢产生破损、裂缝,使结构老化,如没有及时维护修复,会导致严重的渗漏隐患。

2.2.2施工管理不规范

没有制定完善的质量管理体系,落实质量管理措施不力,不能做到在事前控制综合管廊的防水质量。

施工管理混乱,没有做到规范施工。如施工人员浇筑管廊混凝土之前,不清理干净施工部位的杂物,排出积水;安装管廊的预装部分时,没有按照规定要求做好密封处理。这些施工方面的原因如果把控不好,将使材料、设计、人员等方面的努力都化为零。

没有制定严密的检验制度,对质量的控制不严格。做不到在事后控制这最后一道防线上保障综合管廊防水质量。

3、地下综合管廊的防水对策

3.1科学的防水设计

3.1.1防水设计原则

在对地下综合管廊进行防水设计时,首先,管廊防水设计方案和施工方案,应符合现行国家标准及行业规范的规定,且在防水的关键部位如阴阳角、施工缝、后浇带等部位进行重点考虑,制定出有效的解决方案。其次,设计者要在把控施工全过程,对每一个环节都做好监督工作,确保实际施工符合设计思想,从而在整体上保障地下综合管廊的防水效果[4]。

3.1.2防水方案

为最大限度的保证防水效用,地下综合管廊应采用主体结构自防水和外包柔性材料防水相结合的方式,做到刚柔并济,互补互促。在防水方案设计中,要重点把握以下几点原则:

(1)柔性防水材料应选择拉伸强度高、耐老化性能好、抗腐蚀能力强、和基层结合良好的品种。

(2)在满足防水要求的前提下,柔性防水材料的使用应尽可能的单一,这样可减少不同种类材料的搭接、过渡。

(3)如地下综合管廊位于绿化带以下,顶板应为一级防水等级,还应在防水层上部设一层耐穿刺防水层,从而保护好防水层不会让植物根系所破坏[5]。

3.1.3防水材料的选定

设计人在选择防水材料之前,首先要掌握各种防水材料的性能、特点、适用范围等特性;其次要对管廊工程所处的地下环境进行详细了解,掌握地下水类别、埋藏深度、水位规律以及土质、对管廊的腐蚀情况等。如此才能做到知己知彼,再根据具体的外部环境选择最适宜的防水材料,从而设计出最科学的管廊防水方案。

(1)合成高分子类防水材料

如HDPE自粘胶膜防水材料,此种材料具有抗腐蚀、抗老化性能好,能和未固化前混凝土发生化学反应,从而改善混凝土的密实度,提高结构的整体性。

(2)高聚合物改性沥青防水卷材

此种卷材是在沥青中添加高聚合物进行改性,改善了沥青本身的低软化点、高针入度、低温脆性等缺点,使卷材的耐候性、耐老化性、适应性有了明显的提高,在管廊外防水方面得到了有效的应用[6]。

(3)防水涂料

工程的实际应用中通常不会单独使用防水涂料,会和防水卷材联合使用,此种组合方式既有卷材的适应性还有涂料的优点,具备双重优势。

3.2规范的防水施工

3.2.1主体结构自防水

管廊主体结构自防水,是通过在混凝土中适当的添加外加剂、高分子聚合物等材料,用调节配合比、减小内部孔隙率的途径来改善混凝土的抗渗性能。

(1)配合比设计

首先,水泥优先使用普通硅酸盐水泥。在保证施工和易性及控制水化热的前提下,适量增加水泥用量,可使混凝土内部粗骨料之间形成砂浆包裹层,隔阻粗骨料间的渗水孔隙,水泥用量不应小于320kg/m?。

其次,骨料粒径的大小影响着混凝土内部孔隙的数量,粗骨料的粒径越大,骨料周围的孔隙数量就越多,不利于混凝土的抗渗性能。细骨料粒径越大,混凝土的流动性越差,可使振捣难度加大,不利于混凝土形成抗渗性能。所以,以混凝土满足强度要求为前提,尽可能的选择较小粒径的骨料。

再次,水灰比也是影响混凝土的抗渗性能的一大因素,水灰比越大,混凝土内的孔隙就越多,根据经验,水灰比不大于0.55时,混凝土内部孔隙是封闭的。

最后,合理选用外加剂。适当添加外加剂可以提高混凝土密实度、改变混凝土的内部结构,改善混凝土的抗渗能力[7]。各品类的外加剂其抗渗原理、防水特点都有所不同,各自有其适用范围,常用的外加剂包括引气剂、防水剂、减水剂和膨胀剂等,应根据施工现场实际情况合理选择适合的外加剂,并通过科学试验确定用量。

(2)混凝土的浇筑

混凝土在浇筑前要清理干净模板内部,并用水浇透。采用分层浇筑,每层的浇筑时间差不能大于混凝土的初凝时间。制定浇筑方案,不可随意留施工缝。重视混凝土的振捣工序,特别是细部结构如变形缝、预埋件、预留洞等位置,应保证振捣密实,不漏振。

(3)混凝土的养护

混凝土的养护对结构抗渗性能有直接影响。在浇筑工作完成后的12h之内要进行浇水养护,养护期不少于14天。

3.2.2外包柔性材料防水

(1)基层处理

防水材料施工前,需先把基层泥沙土石等清理干净,基层表面的凹凸、缝隙等要用高标号砂浆修补平整,高低差在5mm~8mm以内。

(2)底板防水施工

底板防水的处理重点在于对防水材料之间缝隙的密封,在工程应用中发现双面自粘防水卷材对缝隙密封的效果良好,施工时,先烘烤,再粘接,需要注意两点,首先是保证自粘面的清洁,其次是掌握好烘烤距离、角度,不要烧坏卷材。另外,对基层潮湿的处理可采用空铺法,对搭接处可采用隔离膜的方法,如此可满足防水要求。

(3)侧墙防水施工

侧墙在铺设卷材之前,要先用1:3防水砂浆对基层抹面,然后联合使用自粘胶带和水泥基防水涂料,发挥其优势互补作用,保证侧墙防水系统的密封性良好。卷材与侧墙的固定可采用机械固定,施工时要注意射钉距离,避免间距过大造成渗漏口。此外,针对侧墙施工缝,要综合使用镀锌止水钢板、止水带等措施,如此方可提高侧墙的防水和密封效果。

(4)成品保护

卷材铺设完成后要及时做成品保护工作,绑扎钢筋要垫木板保护,或在钢筋垫块下加铺小块卷材保护,避免防水层被破坏。如防水层被不慎破坏,可剪裁大小合适的卷材片粘贴于破损处加以修补[8]。

3.2.3特殊部位的防水处理

只要是地下工程,其防水的薄弱环节往往位于细部节点部位,综合管廊工程也不例外,对阴阳角、施工缝、后浇带等细部节点的防水处理是防水工程的重点难点。

(1)陰阳角节点

对于顶板与侧墙连接的阳角处要加强防水层,方法是自角点、接缝处开始,每边铺贴500mm卷材,在长度方向上要通长铺贴,横竖交汇处要搭接,搭接长度不小于100mm[9]。顶板转角部位很容易受到破坏,防水作业完成后要及时加以保护,可在其外设细石混凝土或者聚苯板加以保护。

(2)施工缝

施工中难以避免留置施工缝,而施工缝处新旧混凝土的结合面不可能浑然一体,极易产生裂缝,因此施工缝是防水处理的重点。

施工缝的防水一般采用镀锌钢板止水带,混凝土第一次浇筑前,在施工缝所处的位置要提前设置。止水带位于管廊墙体厚度的1/2处,弯折角度对着迎水面,沿着施工缝通长设置。

第一次浇筑混凝土,在高度上浇至止水带的一半,要清理干净钢板上的灰渣,第二次浇筑时混凝土可与钢板有效结合。埋设于墙体中的镀锌钢板止水带可使施工缝分隔为内外两侧,可阻隔渗水通道,从而提高施工缝的防水效果。

(3)后浇带

后浇带部位容易发生窜水,需予以加强防水处理。首先后浇带的布置应合理,间距一般为30~40m,宽度的设置原则是便于施工,一般为700~1000mm。

3.3严格的施工管理

首先,综合管廊在施工前,要制定安全文明生产制度,根据制度要求,进行施工现场的布置,并严格检查,切实做到安全文明的施工环境。其次,项目班子要实时把握施工现场的作业情况,落实三检制度,利用动态的检查手段,及时发现不规范的施工操作,对综合管廊的全过程质量管理进行有效的把控[10]。最后,对施工现场发现的问题,要严格要求施工责任人做好整改工作,在引发更严重的质量事故之前把问题解决。

结语:

为保证综合管廊的防水可靠性,首先,应严格设计环节,充分调查、掌握工程实际环境,从而科学的进行材料选择和防水方案设计;其次施工是关键,规范施工、严格过程管理,使综合管廊防水最大程度的符合设计思想,才能保证防水质量;再次,对特殊部位处理是防水工程的重点;最后,所有环节都要重视成品保护。只有这样,才能保证整个防水体系的工程质量,提高我国城市地下综合管廊的综合质量,延长管廊的使用寿命,给城市发展带来更大的效益。

参考文献:

[1]秦晋彪.城市地下综合管廊防水处理技术分析与研究[J].铁道建筑技术,2018,(8):20-23.DOI:10.3969/j.issn.1009-4539.2018.08.005.

[2]赖佑良,王平,赵荣.浅析城市地下综合管廊防水要点[J].工程建设与设计,2018,(15):86-89.DOI:10.13616/j.cnki.gcjsysj.2018.08.023.

[3]王云亮,谷守国.地下综合管廊防水工程设计方案及问题探讨[J].中国建筑防水,2019,(1):50-53.DOI:10.15901/j.cnki.1007-497x.2019.01.012.

[4]牛震,任宏安,曲连峰.城市地下综合管廊防水的设计与施工方法的思考[J].中国房地产业,2018,(27):72.DOI:10.3969/j.issn.1002-8536.2018.27.037.

[5]杨瑞斌.探讨地下综合管廊结构工程防水技术[J].建材发展导向(下),2019,17(5):231-232.

[6]白君魁.城市地下综合管廊防水设计[J].山西建筑,2018,44(34):210-212.DOI:10.3969/j.issn.1009-6825.2018.34.118.

[7]杨英华.浅析地下室结构自防水施工技术[J].建筑·建材·装饰,2017,(12):116.

[8]张浩,李小溪.明挖现浇综合管廊防水设计与施工技术探讨[J].中国建筑防水,2018,(21):16-21.DOI:10.15901/j.cnki.1007-497x.2018.21.005.

[9]胡伟.综合管廊结构细部节点防水抗渗施工技术[J].山东工业技术,2019,(13):130,101.DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.13.121.

[10]刘峰禹.浅谈管廊防水施工方法[J].中国战略新兴产业,2019,(26):198-199.

作者简介:

陈宗舜,男,出生日期:1988年7月21日,中级工程师,工作单位:亳州金地建设投资有限责任公司。

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